Introduktion:

Bakterier är olika mikroorganismer som finns i olika miljöer, inklusive människokroppen. Framsteg inom sekvenseringstekniker har avslöjat närvaron av ultrasmå bakterier (USB) i den mänskliga tarmen, en grupp mikroorganismer med distinkta egenskaper. Dessa USB har tidigare hittats i miljöer, såsom mark och vatten, men deras förmåga att överleva och anpassa sig inom den mänskliga värden har väckt frågor om deras utveckling och potentiella konsekvenser för människors hälsa. I den här studien syftade forskare till att få insikter i hur USB har anpassat sig till livet inuti människor genom att jämföra deras genomiska egenskaper och metaboliska förmågor med de hos relaterade bakterier som finns i miljön.

Metoder:

Forskare samlade in prover från den mänskliga tarmen och extraherade DNA för att sekvensera genomerna av USB som finns i dessa prover. De jämförde sedan de erhållna genomsekvenserna med de från relaterade bakterier från miljökällor, med fokus på specifika genomiska regioner som är kända för att vara associerade med anpassning till olika ekologiska nischer. Dessutom utfördes metabolisk profilering för att analysera den funktionella förmågan hos USB och identifiera metaboliska vägar som kan bidra till deras överlevnad inom den mänskliga värden.

Resultat:

Genomisk analys:

- Jämförande genomisk analys visade att USB från den mänskliga tarmen delade genetiska likheter med miljö-USB, vilket tyder på en delad evolutionär härkomst.

- Analysen identifierade dock också specifika genomiska regioner i humanassocierat USB som visade signaturer för positivt urval, vilket indikerar att dessa regioner kan ha genomgått adaptiv evolution för att underlätta överlevnad inom den mänskliga värden.

- Dessa regioner inkluderade gener involverade i näringsinsamling, stressrespons och immunundandragande, vilket tyder på att USB har utvecklat specifika anpassningar för att klara av utmaningarna och utnyttja de resurser som finns i den mänskliga tarmmiljön.

Metabolisk profilering:

- Metabolisk profilering avslöjade att USB hade en rad metaboliska förmågor, inklusive förmågan att fermentera olika kolhydrater, använda aminosyror och producera kortkedjiga fettsyror.

- Vissa USB-arter uppvisade framför allt metabolisk mångsidighet, vilket gjorde det möjligt för dem att använda flera kolkällor, en egenskap som kan förbättra deras anpassningsförmåga till fluktuerande näringsförhållanden i tarmmiljön.

- De observerade också närvaron av enzymer involverade i nedbrytningen av komplexa kolhydrater, vilket indikerar att USB kan komma åt och använda kostfibrer som är svårsmälta av den mänskliga värden.

Slutsats:

Forskningsstudien ger insikter om ultrasmå bakteriers anpassning från miljön till livet inuti människan. Jämförande genomisk analys och metabolisk profilering avslöjade specifika genomiska anpassningar och metaboliska förmågor som gör det möjligt för USB att överleva och utnyttja de resurser som finns i den mänskliga tarmen. Dessa fynd bidrar till vår förståelse av evolutionen och de ekologiska rollerna för USB i den mänskliga mikrobiomet och kan kasta ljus över deras potentiella konsekvenser för människors hälsa och näring. Ytterligare forskning behövs för att undersöka interaktionerna mellan USB och den mänskliga värden, inklusive potentiella fördelar eller negativa effekter, för att heltäckande bedöma deras bidrag till människors hälsa och välbefinnande.